热力学基础ppt课件
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状态变化过程进行得非常缓慢，以 至于过程中的每一个中间状态都近似 于平衡态。
——平衡过程——理想过程！
准静态过程的过程曲线可以用p-V 图来描述，图上的每一点分别表示系 统的一个平衡态。
p
(pA,VA,TA)
O
2020/5/27
(pB,VB,TB)
V
热力学基础
§9-2 理想气体的状态方程
——状态参量之间的关系
T
T0
273.15
8.31 (J mol1 K 1)
一、理想气体 (idea gas)： 在任何情况下都严格遵守“玻-马
定律”、 “盖-吕定律”以及“查理 定律”的气体。
二、理想气体的状态方程
令 R 8.31 J mol1 K 1
——称为“摩尔气体常量 ”
从而，对于质量为m、摩尔质量为 M的理想气体状态方程可写为：
f ( p,V ,T ) 0
一、理想气体 (idea gas)： 在任何情况下都严格遵守“玻-马
定律”、 “盖-吕定律”以Biblioteka Baidu“查理 定律”的气体。 二、理想气体的状态方程
(status equation of idea gas) ：
易得： 对于系统质量不变的气体
p1V1 p2V2 恒量
T1
(status equation of idea gas) ： 易得： 对于系统质量不变的气体
pV m RT M
p1V1 p2V2 恒量
T1
T2
§9-3 热力学第一定律 内能 功 热量
试验证明：1摩尔气体在标准状态下， 一、基本物理量
占有的体积为：Vmol 22.4 103 m3 1、内能 (internal energy)E
平衡态下系统各部分的温度、压强 相同。
2020/5/27
热力学基础
——热动平衡 三、准静态过程 1. 热力学过程 (thermodynamic process)： 热力学系统的状态随时间发生变化 的过程。 ——实际过程的中间态为非平衡态。 2. 准静态过程(approximate static process)：
热学
热力学
分子动理论
从现象中找规律 透过现象追本质
宏观规律
微观机制
观察 记录 分析 总结 建模 统计 理论 验证
第9章 热力学基础
理论基础是:热力学第一定律 热力学第二定律
§9-1 热力学系统 平衡态 准静态过程 一、气体的状态参量 状态参量 (status parameter)：
描述气体宏观状态的物理量。 1. 体积(volume) V ：
3. 温度(temperature) T ： 表征热平衡状态下系统的宏观性质。
——冷热程度的物理量 温度的数值表示法 ——温标。 摄氏温标： t ℃ ， 冰点为 0℃ 热力学(开氏)温标：
T K ， 冰点为 273.15K 绝对零度：T = 0 K
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2. 压强(pressure) p ： 垂直作用在容器壁单位面积上的
在不受外界影响的条件下，如果处 于确定状态下的物体C分别与物体A、 B达到热平衡，则物体A和B也必相互 热平衡。
A
A
BC
BC
二、平衡态(equilibrium status) 在不受外界影响（即系统与外界
没有物质和能量的交换）的条件下， 无论初始状态如何，系统的宏观性质 在经充分长时间后不再发生变化的状 态。
热力学第零定律 (Zeroth law of thermodynamics)：
在不受外界影响的条件下，如果处 于确定状态下的物体C分别与物体A、 B达到热平衡，则物体A和B也必相互 热平衡。
A
A
BC
BC
二、平衡态(equilibrium status)
2020/5/27
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热力学第零定律 (Zeroth law of thermodynamics)：
振动能量、化学能、原子能、核能... 和分子间相互作用的势能。(不包括系 统整体运动的机械能)
状态变化过程进行得非常缓慢，以 至于过程中的每一个中间状态都近似 于平衡态。
——平衡过程——理想过程！
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三、准静态过程
1. 热力学过程 (thermodynamic process)： 热力学系统的状态随时间发生变化
的过程。 ——实际过程的中间态为非平衡态。 2. 准静态过程(approximate static process)：
热力学(开氏)温标： T K ， 冰点为 273.15K 绝对零度：T = 0 K
水三相点(气态、液态、固态的共存 状态)273.16 K
4. 热力学第零定律——测温原理
热力学基础
热平衡 (thermal equilibrium)： 两个物体互相热接触，经过一段时
间后它们的宏观性质不再变化，即达 到了热平衡状态。
T2
试验证明：1摩尔气体在标准状态下，
占有的体积为：Vmol 22.4 103 m3
标准状态： T0 273.15 K
p0 1.01325105 Pa
则对于1摩尔理想气体有：
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热力学基础
§9-2 理想气体的状态方程 ——状态参量之间的关系
f ( p,V ,T ) 0
pV p0Vmol 1.01325105 22.4103
标准状态： T0 273.15 K
p0 1.01325105 Pa
则对于1摩尔理想气体有：
——热力学系统的能量 它包括了分子热运动的平动、转动、 振动能量、化学能、原子能、核能...
2020/5/27
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§9-3 热力学第一定律 内能 功 热量
一、基本物理量 1、内能 (internal energy)E ——热力学系统的能量 它包括了分子热运动的平动、转动、
气体分子自由活动的空间。
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热力学基础
国际单位： 米3（m3） 当气体分子大小不计时，气体
体积等于容器的容积。 2. 压强(pressure) p ：
垂直作用在容器壁单位面积上的 气体压力。
p F S
国际单位：Pa (帕斯卡) Pa = N·m-2 1标准大气压 = 1.01325×105Pa 1工程大气压 = 9.80665×104Pa
气体压力。
p F S
国际单位：Pa (帕斯卡) Pa = N·m-2 1标准大气压 = 1.01325×105Pa 1工程大气压 = 9.80665×104Pa
3. 温度(temperature) T ： 表征热平衡状态下系统的宏观性质。
——冷热程度的物理量
温度的数值表示法 ——温标。
摄氏温标： t ℃ ， 冰点为 0℃
——平衡过程——理想过程！
准静态过程的过程曲线可以用p-V 图来描述，图上的每一点分别表示系 统的一个平衡态。
p
(pA,VA,TA)
O
2020/5/27
(pB,VB,TB)
V
热力学基础
§9-2 理想气体的状态方程
——状态参量之间的关系
T
T0
273.15
8.31 (J mol1 K 1)
一、理想气体 (idea gas)： 在任何情况下都严格遵守“玻-马
定律”、 “盖-吕定律”以及“查理 定律”的气体。
二、理想气体的状态方程
令 R 8.31 J mol1 K 1
——称为“摩尔气体常量 ”
从而，对于质量为m、摩尔质量为 M的理想气体状态方程可写为：
f ( p,V ,T ) 0
一、理想气体 (idea gas)： 在任何情况下都严格遵守“玻-马
定律”、 “盖-吕定律”以Biblioteka Baidu“查理 定律”的气体。 二、理想气体的状态方程
(status equation of idea gas) ：
易得： 对于系统质量不变的气体
p1V1 p2V2 恒量
T1
(status equation of idea gas) ： 易得： 对于系统质量不变的气体
pV m RT M
p1V1 p2V2 恒量
T1
T2
§9-3 热力学第一定律 内能 功 热量
试验证明：1摩尔气体在标准状态下， 一、基本物理量
占有的体积为：Vmol 22.4 103 m3 1、内能 (internal energy)E
平衡态下系统各部分的温度、压强 相同。
2020/5/27
热力学基础
——热动平衡 三、准静态过程 1. 热力学过程 (thermodynamic process)： 热力学系统的状态随时间发生变化 的过程。 ——实际过程的中间态为非平衡态。 2. 准静态过程(approximate static process)：
热学
热力学
分子动理论
从现象中找规律 透过现象追本质
宏观规律
微观机制
观察 记录 分析 总结 建模 统计 理论 验证
第9章 热力学基础
理论基础是:热力学第一定律 热力学第二定律
§9-1 热力学系统 平衡态 准静态过程 一、气体的状态参量 状态参量 (status parameter)：
描述气体宏观状态的物理量。 1. 体积(volume) V ：
3. 温度(temperature) T ： 表征热平衡状态下系统的宏观性质。
——冷热程度的物理量 温度的数值表示法 ——温标。 摄氏温标： t ℃ ， 冰点为 0℃ 热力学(开氏)温标：
T K ， 冰点为 273.15K 绝对零度：T = 0 K
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2. 压强(pressure) p ： 垂直作用在容器壁单位面积上的
在不受外界影响的条件下，如果处 于确定状态下的物体C分别与物体A、 B达到热平衡，则物体A和B也必相互 热平衡。
A
A
BC
BC
二、平衡态(equilibrium status) 在不受外界影响（即系统与外界
没有物质和能量的交换）的条件下， 无论初始状态如何，系统的宏观性质 在经充分长时间后不再发生变化的状 态。
热力学第零定律 (Zeroth law of thermodynamics)：
在不受外界影响的条件下，如果处 于确定状态下的物体C分别与物体A、 B达到热平衡，则物体A和B也必相互 热平衡。
A
A
BC
BC
二、平衡态(equilibrium status)
2020/5/27
P.3/69
热力学第零定律 (Zeroth law of thermodynamics)：
振动能量、化学能、原子能、核能... 和分子间相互作用的势能。(不包括系 统整体运动的机械能)
状态变化过程进行得非常缓慢，以 至于过程中的每一个中间状态都近似 于平衡态。
——平衡过程——理想过程！
P.4/69
三、准静态过程
1. 热力学过程 (thermodynamic process)： 热力学系统的状态随时间发生变化
的过程。 ——实际过程的中间态为非平衡态。 2. 准静态过程(approximate static process)：
热力学(开氏)温标： T K ， 冰点为 273.15K 绝对零度：T = 0 K
水三相点(气态、液态、固态的共存 状态)273.16 K
4. 热力学第零定律——测温原理
热力学基础
热平衡 (thermal equilibrium)： 两个物体互相热接触，经过一段时
间后它们的宏观性质不再变化，即达 到了热平衡状态。
T2
试验证明：1摩尔气体在标准状态下，
占有的体积为：Vmol 22.4 103 m3
标准状态： T0 273.15 K
p0 1.01325105 Pa
则对于1摩尔理想气体有：
P.5/69
热力学基础
§9-2 理想气体的状态方程 ——状态参量之间的关系
f ( p,V ,T ) 0
pV p0Vmol 1.01325105 22.4103
标准状态： T0 273.15 K
p0 1.01325105 Pa
则对于1摩尔理想气体有：
——热力学系统的能量 它包括了分子热运动的平动、转动、 振动能量、化学能、原子能、核能...
2020/5/27
P.6/69
§9-3 热力学第一定律 内能 功 热量
一、基本物理量 1、内能 (internal energy)E ——热力学系统的能量 它包括了分子热运动的平动、转动、
气体分子自由活动的空间。
2020/5/27
热力学基础
国际单位： 米3（m3） 当气体分子大小不计时，气体
体积等于容器的容积。 2. 压强(pressure) p ：
垂直作用在容器壁单位面积上的 气体压力。
p F S
国际单位：Pa (帕斯卡) Pa = N·m-2 1标准大气压 = 1.01325×105Pa 1工程大气压 = 9.80665×104Pa
气体压力。
p F S
国际单位：Pa (帕斯卡) Pa = N·m-2 1标准大气压 = 1.01325×105Pa 1工程大气压 = 9.80665×104Pa
3. 温度(temperature) T ： 表征热平衡状态下系统的宏观性质。
——冷热程度的物理量
温度的数值表示法 ——温标。
摄氏温标： t ℃ ， 冰点为 0℃